(57)【要約】【課題】時間的に振幅が大きく変化し、振幅の大きな期間が短い受信信号のＳＮ比を改善して目標検出性能を向上および小規模化が可能な目標検出システムを提供する。【解決手段】目標検出装置１９−１〜１９−ｌ、２０−１〜２０−ｍは、送信波の反射波を受信して得られた受信信号をデジタルビデオ信号に変換する受信機４と、受信機の出力信号から不要波成分を抑圧する不要波抑圧装置９と、不要波抑圧装置の出力信号に対し、検出対象とする目標からの受信信号のパルス毎の複素共役となり且つ積分利得を最大にできるパルス方向の長さを有する参照信号とを畳み込み演算する畳み込み演算装置１０−１〜１０−ｎと、畳み込み演算結果に基づき目標を検出する検出装置８−１〜８−ｎとを備え、参照信号制御情報発生装置１８は、目標検出装置の畳み込み演算装置に対し畳み込み演算に使用する参照信号の種類を指示する。【選択図】  図１
2006017545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標検出装置と参照信号制御情報発生装置とを備えた目標検出システムであって、
前記目標検出装置は、
空間に送信した送信波の反射波を受信することにより得られた受信信号をデジタルビデオ信号に変換する受信機と、
前記受信機から出力されるデジタルビデオ信号から不要波成分を抑圧する不要波抑圧装置と、
前記不要波抑圧装置で不要波成分が抑圧された信号に対し、検出対象とする目標からの受信信号のパルス毎の複素共役となり且つ積分利得を最大にできるパルス方向の長さを有する参照信号との間で畳み込み演算を行う畳み込み演算装置と、
前記畳み込み演算装置から出力される信号に基づき目標からの反射波の信号を検出する検出装置とを備え、
前記参照信号制御情報発生装置は、前記目標検出装置の畳み込み演算装置に対し、畳み込み演算に使用する参照信号の種類を指示することを特徴とする目標検出システム。
【請求項２】
前記目標検出装置の畳み込み演算装置は、
前記不要波抑圧装置で不要波成分が抑圧された信号に対し、複数種類の参照信号との間で畳み込み演算を行うことを特徴とする請求項１記載の目標検出システム。
【請求項３】
目標検出装置と参照信号制御情報発生装置とを備えた目標検出システムであって、
前記目標検出装置は、
空間に送信した送信波の反射波を受信することにより得られた受信信号をデジタルビデオ信号に変換する受信機と、
前記受信機から出力されるデジタルビデオ信号から不要波成分を抑圧する不要波抑圧装置と、
前記不要波抑圧装置で不要波成分が抑圧された信号をフーリエ変換した信号と、検出対象とする目標からの受信信号のパルス毎の複素共役となり且つ積分利得を最大にできるパルス方向の長さを有する信号をフーリエ変換して得られた参照信号とを乗算した後、逆フーリエ変換を行うフーリエ変換装置と、
前記フーリエ変換装置から出力される信号に基づき目標からの反射波の信号を検出する検出装置とを備え、
前記参照信号制御情報発生装置は、前記目標検出装置のフーリエ変換装置に対し、乗算に使用する参照信号の種類を指示することを特徴とする目標検出システム。
【請求項４】
前記目標検出装置のフーリエ変換装置は、
前記不要波抑圧装置で不要波成分が抑圧された信号をフーリエ変換した信号と、検出対象とする目標からの受信信号のパルス毎の複素共役となり且つ積分利得を最大にできるパルス方向の長さを有する信号をフーリエ変換して得られた複数種類の参照信号とをそれぞれ乗算した後、逆フーリエ変換をそれぞれ実施することを特徴とする請求項３記載の目標検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばヘリコプタのロータ・ブレードのように、時間的に振幅が大きく変化し、振幅の大きな期間が短い受信信号が得られる目標を検出する目標検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目標検出システムの１つとして、目標に向けて電波を発射し、目標からの反射波を受信して信号処理を行うことにより目標を検出するレーダ装置が知られている。このような従来のレーダ装置を用いて、低高度でホバリングしているヘリコプタを検出する場合、ヘリコプタからの反射波には、クラッタと呼ばれる不要反射波が含まれる。
【０００３】
移動している目標からの反射波の場合は、ドップラ効果を利用して、その目標からの反射波を抽出できる。しかしながら、目標が移動していない場合、例えばホバリング状態にあるヘリコプタの場合は、ドップラ効果を利用できないため、ヘリコプタの胴体からの反射波を抽出できない。
【０００４】
このようなホバリング状態にあるヘリコプタを検出するために、ホバリング状態でも回転運動をしているロータ・ブレード等からの反射波を抽出して、目標を検出する方法が考えられている。
【０００５】
例えば、受信信号を周波数分析した後の周波数方向積分前後のＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）によるヒットの有無およびＣＦＡＲヒットのあった振幅の周波数方向積分前後の変化を抽出し、周波数方向積分効果の有無により、ヘリコプタの検出を判定するレーダ装置が知られている（特許文献１参照）。このレーダ装置は、送信機で発生した送信波をアンテナから放射し、受信信号を、サーキュレータを通して受信機へ送り、デジタルビデオ信号に変換する。受信信号をＭＴＩ（Moving Target Indicator）装置でクラッタ抑圧し、周波数分析装置でコヒーレント積分し、周波数方向積分装置で積分し、ＣＦＡＲ装置と最大振幅検出装置で周波数方向積分前後のＣＦＡＲによるヒットの有無およびＣＦＡＲヒットのあった振幅の周波数方向積分前後の変化を抽出し、検出判定装置で目標がヘリコプタか否かを判定する。
【０００６】
また、強大な地面クラッタの影響を受けることなく、ホバリングヘリコプタを安定して探知するレーダ装置が知られている（特許文献２）。このレーダ装置は、受信機から出力されるデジタルビデオ信号からクラッタレベル算出するクラッタレベル算出装置と、算出されたクラッタレベルに基づいてホバリングヘリコプタを検出するためのドップラ周波数範囲を設定する周波数範囲設定回路とを備え、ホバリングヘリコプタ検出装置において、設定されたクラッタの大きさによって変化するドップラ周波数範囲と予め設定された検出スライサレベルおよびホバリングヘリコプタ判定基準値とに基づいてホバリングヘリコプタを検出する。
【０００７】
しかしながら、ロータ・ブレードからの反射波は、時間的に振幅が大きく変化し、振幅の大きな期間が短い受信信号である。このため、時間的に振幅がほぼ一定である定常信号に対して、積分手段として、よく使われるＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）では、大きな積分効果を期待できない。従って、積分効果によって、探知距離を延伸しているレーダ装置では、ロータ・ブレード等のように、時間的に振幅が大きく変化し、振幅の大きな期間が短い受信信号が得られる目標に対しては、探知距離が短くなる場合がある。
【０００８】
上述したような従来のレーダ装置による目標検出の動作を、図面を参照しながら説明する。図９は従来のレーダ装置の構成の一例を示すブロック図である。このレーダ装置は、アンテナ１、送信機２、サーキュレータ３、受信機４、ＭＴＩ装置５、周波数分析装置６、ＣＦＡＲ装置７および検出装置８から構成されている。
【０００９】
アンテナ１は、送信機２からサーキュレータ３を経由して送られてくる送信信号を電波に変換し、送信波として指定方向の空間に送出するとともに、送信波が目標によって反射された反射波を受信し、受信信号としてサーキュレータ３を経由して受信機４に送る。
【００１０】
受信機４は、アンテナ１からサーキュレータ３を経由して送られてくる受信信号をデジタルビデオ信号に変換する。この受信機４で受信信号を変換することにより得られたデジタルビデオ信号は、ＭＴＩ装置５に送られる。
【００１１】
ＭＴＩ装置５は、受信機４から送られてくるデジタルビデオ信号に含まれるクラッタ成分を抑圧する。このＭＴＩ装置５によってクラッタ成分が抑圧されたデジタルビデオ信号は、周波数分析装置６に送られる。
【００１２】
周波数分析装置６は、信号対雑音比（ＳＮ比）を改善する目的で、ＭＴＩ装置５においてクラッタ成分が抑圧されたデジタルビデオ信号をコヒーレント積分する。なお、周波数分析装置６におけるコヒーレント積分には、ＦＦＴがよく使われる。
【００１３】
時間的に振幅がほぼ一定である受信信号が得られる目標を検出する場合、積分手段として使われるＦＦＴによって、積分パルス数分の積分効果が得られる。積分パルス数Ｎと積分利得Ｇ（単位：ｄＢ）の関係を以下の式（１）に示す。
【数１】
2006017545.tif 000003
【００１４】
時間的に振幅が大きく変化し、振幅の大きな期間が短い受信信号が得られる目標を検出する場合、積分手段として使われるＦＦＴでは、大きな積分効果が期待できない。一例として、目標からの受信信号が、パルス数Ｍ以内において一定の振幅を有し、パルス数Ｍの外側では振幅がゼロとなる矩形波の場合、振幅がゼロ以外のパルス数Ｍと積分パルス数Ｎ、積分利得Ｇ'（単位：ｄＢ）の関係を以下に示す。
【数２】
2006017545.tif 000004
【００１５】
振幅がゼロ以外のパルス数Ｍが「１０」の場合、積分利得Ｇと積分利得Ｇ'は、図１０に示すようになる。このように、積分パルス数Ｎを大きくしても、振幅がゼロ以外のパルス数Ｍ以上では、積分効果が少なく、逆に積分利得Ｇ'が低下することになる。
【００１６】
ＣＦＡＲ装置７は、周波数分析装置６から出力される振幅および位相を有する信号を検波（振幅情報のみの信号に変換）し、注目レンジビンの周辺の信号振幅からリファレンス振幅を算出し、リファレンス振幅に対する注目レンジビン振幅の比を表す信号として、振幅比信号を出力する。
【００１７】
検出装置８は、ＣＦＡＲ装置７から出力される振幅比信号に対して、しきい値を設定し、しきい値を超える信号を目標として検出する。
【特許文献１】特許第３３５９５８６号
【特許文献２】特許第２９９１０８０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上記のように構成される従来のレーダ装置では、時間的に振幅がほぼ一定である受信信号が得られる目標に対しては、所定の積分効果が得られるが、時間的に振幅が大きく変化し、振幅の大きな期間が短い受信信号が得られる目標に対しては、上述したように、積分パルス数を大きくしても所望の積分効果が得られず、逆に積分利得が低下してしまう。その結果、信号対雑音比（ＳＮ比）が低下し、目標検出性能が低下するという問題がある。
【００１９】
一方、複数のレーダ装置をネットワークで接続し、各レーダ装置が協動して目標を検出するネットワーク・レーダ・システムが知られている。このネットワーク・レーダ・システムでは、ネットワークのノードとして使用されるレーダ装置は、地上に設置される他に移動体に搭載されて使用される。このような複数のレーダ装置のうち、特に移動体に搭載されるレーダ装置には、形状・寸法・質量の制約が多いので、小規模化が望まれている。
【００２０】
本発明は、上述した問題を解消するとともに、上述した要請に応えるためになされたものであり、時間的に振幅が大きく変化し、振幅の大きな期間が短い受信信号の信号対雑音比（ＳＮ比）を改善して目標検出性能を向上させることができる小規模化が可能な目標検出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
第１の発明に係る目標検出システムは、目標検出装置と参照信号制御情報発生装置とを備え、目標検出装置は、空間に送信した送信波の反射波を受信することにより得られた受信信号をデジタルビデオ信号に変換する受信機と、受信機から出力されるデジタルビデオ信号から不要波成分を抑圧する不要波抑圧装置と、不要波抑圧装置で不要波成分が抑圧された信号に対し、検出対象とする目標からの受信信号のパルス毎の複素共役となり且つ積分利得を最大にできるパルス方向の長さを有する参照信号との間で畳み込み演算を行う畳み込み演算装置と、畳み込み演算装置から出力される信号に基づき目標からの反射波の信号を検出する検出装置とを備え、参照信号制御情報発生装置は、目標検出装置の畳み込み演算装置に対し、畳み込み演算に使用する参照信号の種類を指示することを特徴とする。
【００２２】
また、第２の発明に係る目標検出システムは、目標検出装置と参照信号制御情報発生装置とを備えた目標検出システムであって、目標検出装置は、空間に送信した送信波の反射波を受信することにより得られた受信信号をデジタルビデオ信号に変換する受信機と、受信機から出力されるデジタルビデオ信号から不要波成分を抑圧する不要波抑圧装置と、不要波抑圧装置で不要波成分が抑圧された信号をフーリエ変換した信号と、検出対象とする目標からの受信信号のパルス毎の複素共役となり且つ積分利得を最大にできるパルス方向の長さを有する信号をフーリエ変換して得られた参照信号とを乗算した後、逆フーリエ変換を行うフーリエ変換装置と、フーリエ変換装置から出力される信号に基づき目標からの反射波の信号を検出する検出装置とを備え、参照信号制御情報発生装置は、目標検出装置のフーリエ変換装置に対し、乗算に使用する参照信号の種類を指示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明に係る目標検出システムによれば、目標検出装置は、時間的に振幅が大きく変化し、受信信号と積分利得を最大にできるような長さの参照信号との畳み込み演算によって得られた大きい信号に基づいて目標の有無を検出するようにしたので、振幅の大きな期間が短い受信信号の信号対雑音比（ＳＮ比）を改善することができる。また、参照信号制御情報発生装置は、目標検出装置の畳み込み演算装置に対し、畳み込み演算に使用する参照信号の種類を指示するように構成したので、参照信号の種類に対応した多数の畳み込み演算装置を備えている必要がない。その結果、目標検出装置の構造が簡単になり小型化が可能になるので、目標検出システムの全体として小規模化が可能になる。
【００２４】
また、第２の発明に係る目標検出システムによれば、目標検出装置は、受信信号をフーリエ変換した信号と積分利得を最大にできるような長さのフーリエ変換された参照信号とを乗算した後に逆フーリエ変換して得られた大きい信号に基づいて目標の有無を検出するようにしたので、畳み込み演算よりも少ない計算量であるにも拘わらず、時間的に振幅が大きく変化し、振幅の大きな期間が短い受信信号の信号対雑音比（ＳＮ比）を改善することができる。また、参照信号制御情報発生装置は、目標検出装置のフーリエ変換装置に対し、乗算に使用する参照信号の種類を指示するように構成したので、参照信号の種類に対応した多数のフーリエ変換装置を備えている必要がない。その結果、目標検出装置の構造が簡単になり小型化が可能になるので、目標検出システムの全体として小規模化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、従来の技術の欄で説明したレーダ装置の構成部分に相当する部分には、従来の技術の欄で使用した符号と同じ符号を用いて説明する。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例１に係る目標検出システムは、受信信号と参照信号との畳み込み演算を用いて受信信号のＳＮ比を改善するようにしたものである。
【００２７】
図１は本発明の実施例１に係る目標検出システムの構成を示すブロック図である。目標検出システムは、参照信号制御情報発生装置１８、ｌ個（ｌは正の整数）の第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌおよびｍ個（ｍは正の整数）の第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍから構成されている。第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌおよび第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍは、例えばレーダ装置から構成されている。
【００２８】
参照信号制御情報発生装置１８は、参照信号制御情報を発生し、第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌおよび第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍに送る。参照信号制御情報は、第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌおよび第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍが使用すべき参照信号（詳細は後述する）の種類を指示するための情報である。
【００２９】
第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌは、参照信号制御情報発生装置１８からの参照信号制御情報に応じて、複数種類の参照信号に対して畳み込み演算（詳細は後述する）をそれぞれ実行し、その結果に基づいて目標を検出するとともに、最大のＳＮ比が得られた参照信号の種別を参照信号制御情報発生装置１８に送る。参照信号制御情報発生装置１８は、第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌから送られてくる最大のＳＮ比が得られた参照信号の種別を表す参照信号制御情報を生成し、第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍに送る。
【００３０】
第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍは、参照信号制御情報発生装置１８からの参照信号制御情報に応じて、最大のＳＮ比が得られる参照信号に対して畳み込み演算を実行し、その結果に基づいて目標を検出する。
【００３１】
図２は第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌの構成を示すブロック図である。第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌの各々は、アンテナ１、送信機２、サーキュレータ３、受信機４、不要波抑圧装置９、畳み込み演算装置１０−１〜１０−ｎ、ＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎおよび検出装置８−１〜８−ｎから構成されている。
【００３２】
アンテナ１は、送信機２からサーキュレータ３を経由して送られてくる送信信号を電波に変換し、送信波として指定方向の空間に送出するとともに、送信波が目標によって反射された反射波を受信し、受信信号としてサーキュレータ３を経由して受信機４に送る。
【００３３】
受信機４は、アンテナ１からサーキュレータ３を経由して送られてくる受信信号をデジタルビデオ信号に変換する。この受信機４で受信信号を変換することにより得られたデジタルビデオ信号は、不要波抑圧装置９に送られる。
【００３４】
不要波抑圧装置９は、受信機４から送られてくるデジタルビデオ信号に含まれる不要波成分を抑圧する。不要波成分には、クラッタおよびヘリコプタの胴体からの反射波の成分が含まれる。クラッタからの反射波を抑圧する場合、従来の技術の欄で説明したＭＴＩ装置５がよく使われる。不要波抑圧装置９はＭＴＩ装置５を用いても良いが、ロータ・ブレードからの受信信号を含まない不要波信号の周波数を抑圧する帯域阻止フィルタを用いることによりより高い効果が得られる。この不要波抑圧装置９によって不要波成分が抑圧されたデジタルビデオ信号は、畳み込み演算装置１０−１〜１０−ｎに送られる。
【００３５】
図３は畳み込み演算装置１０−１〜１０−ｎの各々の詳細な構成を示すブロック図である。なお、畳み込み演算装置１０−２〜１０−ｎの構成は畳み込み演算装置１０−１の構成と同じであるので、以下では、畳み込み演算装置１０−１についてのみ説明する。畳み込み演算装置１０−１は、畳み込み演算部１２と参照信号発生部１３とから構成されている。
【００３６】
参照信号発生部１３は、参照信号制御情報発生装置１８からの参照信号制御情報に従って、検出対象とする目標からの受信信号の振幅および位相を模擬した参照信号を発生する。ここで、参照信号をｈ（０）〜ｈ（Ｐ−１）で表し、目標からの受信信号をｓ（ｎ）とすると、参照信号ｈ（０）〜ｈ（Ｐ−１）は、信号ｓ（−ｎ）に対して複素共役な信号ｈ（ｎ）の中から、積分利得を最大にできるパルス方向の長さＰの部分を選択して生成される。例えば、矩形波の例で言えば、式（３）における積分利得Ｇ’は、Ｍ＝Ｎの時に最大となるので、参照信号の長さＰがＭとなるように選択される。Ｍ＝１０の場合の例を図１０に示している。この参照信号発生部１３で発生された参照信号ｈ（０）〜ｈ（Ｐ−１）は、畳み込み演算部１２に送られる。
【００３７】
畳み込み演算部１２では、不要波抑圧装置９から送られてくる信号と参照信号発生部１３で発生された参照信号とを畳み込み演算し、演算結果を外部に出力する。上記のように構成される畳み込み演算装置１０−１〜１０−ｎから出力される演算結果は、ＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎにそれぞれ送られる。
【００３８】
ＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎの各々は、畳み込み演算部１２から出力される振幅および位相を有する信号を検波（振幅情報のみの信号に変換）し、注目レンジビンの周辺のパルスの信号振幅からリファレンス振幅を算出し、リファレンス振幅に対する注目レンジビン振幅の比を表す信号として、振幅比信号を出力する。ＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎで生成された振幅比信号は、検出装置８−１〜８−ｎにそれぞれ送られる。
【００３９】
検出装置８−１〜８−ｎは、ＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎからの振幅比信号のうち、しきい値を超える信号を目標としてそれぞれ検出する。ここで、目標のヘリコプタが種別ｊ（１≦ｊ≦ｎ）の場合、畳み込み演算装置１０−ｊからの出力信号のＳＮ比が最大となる。
【００４０】
次に、上記のように構成される第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌの動作を説明する。なお、第１目標検出装置１９−２〜１９−ｌの動作は第１目標検出装置１９−１の動作と同じであるので、以下では、第１目標検出装置１９−１の動作についてのみ説明する。
【００４１】
まず、アンテナ１で受信された反射波は、受信信号として、サーキュレータ３を経由して受信機４に送られる。受信機４は、サーキュレータ３からの受信信号に基づいてデジタルビデオ信号を生成し、不要波抑圧装置９に送る。不要波抑圧装置９は、受信機４からのデジタルビデオ信号に含まれる不要波成分を抑圧して畳み込み演算装置１０−１に送る。
【００４２】
畳み込み演算装置１０−１は、不要波抑圧装置９から送られてくる不要波成分が抑圧された信号と参照信号発生部１３で発生された参照信号を畳み込み演算する。今、畳み込み演算装置１０−１の入力信号をｘ（ｎ）、参照信号をｈ（０）〜ｈ（Ｐ−１）、畳み込み演算装置１０−１の出力信号をｙ（ｎ）とすると、畳み込み演算装置１０−１の出力信号ｙ（ｎ）は、以下の式（４）により求められる。
【数３】
2006017545.tif 000005
【００４３】
このため、畳み込みの期間において、畳み込み演算装置１０−１の入力信号ｘ（ｎ）〜ｘ（ｎ−Ｐ＋１）と参照信号ｈ（０）〜ｈ（Ｐ−１）の関係が、複素共役の場合（振幅は、相対的な関係が一致すればよい）、畳み込み演算装置１０−１からの出力ｙ（ｎ）が大きくなる。その結果、入力信号のＳＮ比を改善することができる。
【００４４】
この畳み込み演算部１２における演算結果は、ＣＦＡＲ装置７−１に送られる。ＣＦＡＲ装置７−１は、上述した振幅比信号を生成して検出装置８−１に送る。検出装置８−１は、ＣＦＡＲ装置７−１からの振幅比信号のうち、しきい値を超える信号を目標として検出する。
【００４５】
以上のように構成される第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌの各々は、不要波抑圧装置９の出力信号に対し複数の参照信号との間で畳み込み演算を実施する複数の畳み込み演算装置１０−１〜１０−ｎを備えることにより、複数の種別のヘリコプタから得られる受信信号のＳＮ比が最大になるような参照信号を得ることが可能である。但し、第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌは、複数の畳み込み演算装置１０−１〜１０ｎを備えているので規模が大きくなる。従って、ネットワーク・レーダ・システムの地上に設置するレーダ装置に好適である。
【００４６】
図４は第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍの構成を示すブロック図である。第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍの各々は、アンテナ１、送信機２、サーキュレータ３、受信機４、不要波抑圧装置９、畳み込み演算装置１０、ＣＦＡＲ装置７および検出装置８から構成されている。
【００４７】
第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍは、第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌの各々におけるｎ個の畳み込み演算装置１０−１〜１０−ｎが１個の畳み込み演算装置１０に置き換えられ、ｎ個のＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎが１個のＣＦＡＲ装置７に置き換えられ、ｎ個の検出装置８−１〜８−ｎが１個の検出装置８に置き換えられて構成されている。畳み込み演算装置１０の構成および動作は、ｎ個の畳み込み演算装置１０−１〜１０−ｎの各々の構成および動作と同じである。ＣＦＡＲ装置７の構成および動作は、ｎ個のＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎの各々の構成および動作と同じである。検出装置８の構成および動作は、ｎ個の検出装置８−１〜８−ｎが１個の各々の構成および動作と同じである。
【００４８】
上記のように構成される第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍには、最大のＳＮ比が得られる参照信号の種別を指示する参照信号制御情報が参照信号制御情報発生装置１８から送られてくるので、第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍは、この参照信号制御情報に基づいて目標を検出する。
【００４９】
この構成によれば、第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍは、１個の畳み込み演算装置１０しか備えていないので、第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌに比べて規模を小さくすることができる。従って、ネットワーク・レーダ・システムの移動体に搭載されるレーダ装置に好適である。
【００５０】
以上のように構成される目標検出システムにおいて、１台の第２目標検出装置で運用する場合、第２目標検出装置は複数の畳み込み演算装置を備えていないので、積分効果を最大にできない場合がある。しかし、第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌは、複数の種別のヘリコプタからの受信信号に対して複数種類の参照信号を用いて畳み込み演算を実施し、受信信号のＳＮ比を最大にできる参照信号の種別を参照信号制御情報発生装置１８に送る。参照信号制御情報発生装置１８は、第２目標検出装置に対して、第１目標検出装置１９で最大のＳＮ比が得られる参照信号を発生するように指示する。
【００５１】
第２目標検出装置２０は、参照信号制御情報発生装置１８から送られてくる参照信号制御情報に基づいて参照信号を発生し、畳み込み演算を実施する。この結果、第２目標検出装置は、複数の畳み込み演算装置１０を備えていないにも拘わらず、最大のＳＮ比を有する受信信号を得ることができる。
【００５２】
例えばミサイル・システムにおいては、数量が少なく、形状・寸法・質量の制約が比較的少ないレーダ装置に第１目標検出装置１９を採用し、数量が多く、形状・寸法・質量の制約が多い電波シーカを搭載したミサイル（誘導弾）に第２目標検出装置２０を採用することにより、目標検出システムの全体で信号対雑音比（ＳＮ比）を効率的に改善することができる。
【００５３】
以上説明したように、実施例１に係る目標検出システムによれば、受信信号と積分利得を最大にできるような長さの参照信号との畳み込み演算によって得られる大きい信号に基づいて目標の有無を検出するようにしたので、時間的に振幅が大きく変化し、振幅の大きな期間が短い受信信号の信号対雑音比（ＳＮ比）を改善できる。また、参照信号制御情報発生装置１８は、第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍの畳み込み演算装置１０に対し、畳み込み演算に使用する参照信号の種類を指示するように構成したので、参照信号の種類に対応した多数の畳み込み演算装置を備えている必要がない。その結果、第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍの構造が簡単になり小型化が可能になるので、目標検出システムの全体として小規模化が可能になる。
【００５４】
なお、上述した実施例１に係る目標検出システムにおける第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍは、１個の畳み込み演算装置１０を備えるように構成したが、複数個の畳み込み演算装置を備えるように構成することもできる。この場合、第２目標検出装置２０−１〜２０−ｍの畳み込み演算装置の数を、第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌの畳み込み演算装置の数より少なくすれば、上述した効果が得られる。
【実施例２】
【００５５】
本発明の実施例２に係る目標検出システムは、受信信号をフーリエ変換した信号とフーリエ変換された参照信号とを乗算後、逆フーリエ変換して得られた信号に基づき目標を検出するようにしたものである。
【００５６】
図５は本発明の実施例２に係る目標検出システムの構成を示すブロック図である。目標検出システムは、参照信号制御情報発生装置１８、ｌ個（ｌは正の整数）の第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌおよびｍ個（ｍは正の整数）の第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍから構成されている。第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌおよび第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍは、例えばレーダ装置から構成されている。
【００５７】
参照信号制御情報発生装置１８は、参照信号制御情報を発生し、第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌおよび第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍに送る。参照信号制御情報は、第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌおよび第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍが使用すべき参照信号の種類を指示するための情報である。
【００５８】
第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌは、参照信号制御情報発生装置１８からの参照信号制御情報に応じて、複数種類の参照信号に対してフーリエ変換（詳細は後述する）をそれぞれ実行し、その結果に基づいて目標を検出するとともに、最大のＳＮ比が得られた参照信号の種別を参照信号制御情報発生装置１８に送る。参照信号制御情報発生装置１８は、第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌから送られてくる最大のＳＮ比が得られた参照信号の種別を表す参照信号制御情報を生成し、第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍに送る。
【００５９】
第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍは、参照信号制御情報発生装置１８からの参照信号制御情報に応じて、最大のＳＮ比が得られる参照信号に対してフーリエ変換を実行し、その結果に基づいて目標を検出する。
【００６０】
図６は第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌの構成を示すブロック図である。以下では、実施例１に係る目標検出システムの第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌの構成部分に相当する部分には、該第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌで使用した符号と同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌの各々は、アンテナ１、送信機２、サーキュレータ３、受信機４、不要波抑圧装置９、フーリエ変換装置１１−１〜１１−ｎ、ＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎおよび検出装置８−１〜８−ｎから構成されている。
【００６２】
図７はフーリエ変換装置１１−１〜１１−ｎの各々の詳細な構成を示すブロック図である。なお、フーリエ変換装置１１−２〜１１−ｎの構成はフーリエ変換装置１１−１の構成と同じであるので、以下では、フーリエ変換装置１１−１についてのみ説明する。フーリエ変換装置１１−１は、フーリエ変換部１４、フーリエ変換参照信号発生部１５、乗算部１６および逆フーリエ変換部１７から構成されている。
【００６３】
フーリエ変換部１４は、不要波抑圧装置９から送られてくる信号を、ＦＦＴによりフーリエ変換する。このフーリエ変換部１４の出力は、乗算部１６に送られる。
【００６４】
フーリエ変換参照信号発生部１５は、参照信号制御情報発生装置１８からの参照信号制御情報に従って、検出対象とする目標からの受信信号の振幅および位相を模擬した参照信号をフーリエ変換した信号を発生する。このフーリエ変換参照信号発生部１５で発生されたフーリエ変換された参照信号は乗算部１６に送られる。
【００６５】
乗算部１６は、フーリエ変換部１４から送られてくるフーリエ変換された信号と、フーリエ変換参照信号発生部１５から送られてくるフーリエ変換された参照信号とを乗算する。この乗算部１６における乗算結果は、逆フーリエ変換部１７に送られる。
【００６６】
逆フーリエ変換部１７は、乗算部１６から送られてくる信号を、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：高速逆フーリエ変換）により逆フーリエ変換する。この逆フーリエ変換部１７における逆フーリエ変換の結果は、外部に出力される。
【００６７】
この実施例２に係る目標検出システムの第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌの動作は、畳み込み演算の代わりにフーリエ変換が行われることを除けば、実施例１に係る目標検出システムの第１目標検出装置１９−１〜１９−ｌの動作と同じである。即ち、フーリエ変換装置１１−１〜１１−ｎは、ｎ種類のヘリコプタに対応する参照信号をフーリエ変換した信号をそれぞれ発生し、不要波抑圧装置９の出力信号をフーリエ変換した信号と乗算した後、逆フーリエ変換を実施する。フーリエ変換装置１１−１〜１１−ｎの出力は、ＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎにそれぞれ送られる。
【００６８】
以上のように構成される第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌの各々は、不要波抑圧装置９の出力信号に対しフーリエ変換を実施する複数のフーリエ変換装置１１−１〜１１−ｎを備えることにより、複数の種別のヘリコプタから得られる受信信号のＳＮ比が最大になるような参照信号を得ることが可能である。但し、第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌは、複数のフーリエ変換装置１１−１〜１１ｎを備えているので規模が大きくなる。従って、ネットワーク・レーダ・システムの地上に設置するレーダ装置に好適である。
【００６９】
図８は第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍの構成を示すブロック図である。この第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍの各々は、アンテナ１、送信機２、サーキュレータ３、受信機４、不要波抑圧装置９、フーリエ変換装置１１、ＣＦＡＲ装置７および検出装置８から構成されている。
【００７０】
第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍは、第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌにおけるｎ個のフーリエ変換装置１１−１〜１１−ｎが１個のフーリエ変換装置１１に置き換えられ、ｎ個のＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎが１個のＣＦＡＲ装置７に置き換えられ、ｎ個の検出装置８−１〜８−ｎが１個の検出装置８に置き換えられて構成されている。フーリエ変換装置１１の構成および動作は、ｎ個のフーリエ変換装置１１−１〜１１−ｎの各々の構成および動作と同じである。ＣＦＡＲ装置７の構成および動作は、ｎ個のＣＦＡＲ装置７−１〜７−ｎの各々の構成および動作と同じである。検出装置８の構成および動作は、ｎ個の検出装置８−１〜８−ｎが１個の各々の構成および動作と同じである。
【００７１】
上記のように構成される第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍには、最大のＳＮ比が得られる参照信号の種別を指示する参照信号制御情報が参照信号制御情報発生装置１８から送られてくるので、第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍは、この参照信号制御情報に基づいて目標を検出する。
【００７２】
この構成によれば、第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍは、１個のフーリエ変換装置１１しか備えていないので、第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌに比べて規模を小さくすることができる。従って、ネットワーク・レーダ・システムの移動体に搭載されるレーダ装置に好適である。
【００７３】
以上説明したように、実施例２に係る目標検出システムによれば、第３目標検出装置２１−１〜２１−ｌおよび第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍは、受信信号をフーリエ変換した信号と積分利得を最大にできるような長さのフーリエ変換された参照信号とを乗算した後に逆フーリエ変換して得られた大きい信号に基づいて目標の有無を検出するようにしたので、ＦＦＴおよびＩＦＦＴを用いることにより畳み込み演算と等価の処理が行われるが、参照信号のデータ長が長い場合、畳み込み演算よりも計算量を削減することができる。また、参照信号制御情報発生装置１８は、第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍのフーリエ変換装置１１−１〜１１−ｎに対し、乗算に使用する参照信号の種類を指示するように構成したので、参照信号の種類に対応した多数のフーリエ変換装置を備えている必要がない。その結果、第４目標検出装置２２−１〜２２−ｍの構造が簡単になり小型化が可能になるので、目標検出システムの全体として小規模化が可能になる。
【００７４】
なお、上述した実施例２に係る目標検出システムでは、フーリエ変換装置１１−１〜１１−ｎの各々において、不要波抑圧装置９の出力信号をフーリエ変換するように構成したが、フーリエ変換装置１１−１〜１１−ｎの何れかで、不要波抑圧装置の出力信号をフーリエ変換し、他のフーリエ変換装置は、その出力信号を入力するように構成できる。この構成によれば、フーリエ変換の計算負荷を軽減できる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、レーダ装置と電波シーカを備えるミサイル・システムや複数のレーダ装置を備えるネットワーク・レーダ・システムなどに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施例１に係る目標検出システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係る目標検出システムで使用される第１目標検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１に係る目標検出システムで使用される畳み込み演算装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１に係る目標検出システムで使用される第２目標検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例２に係る目標検出システムの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例２に係る目標検出システムで使用される畳み込み演算装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例２に係る目標検出システムで使用されるフーリエ変換装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例２に係る目標検出システムで使用される第２目標検出装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来の目標検出システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】積分利得Ｇと積分利得Ｇ'の計算例を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  アンテナ
２  送信機
３  サーキュレータ
４  受信機
５  ＭＴＩ装置
６  周波数分析装置
７、７−１〜７−ｎ  ＣＦＡＲ装置
８、８−１〜８−ｎ  検出装置
９  不要波抑圧装置
１０、１０−１〜１０−ｎ  畳み込み演算装置
１１、１１−１〜１１−ｎ  フーリエ変換装置
１２  畳み込み演算部
１３  参照信号発生部
１４  フーリエ変換部
１５  フーリエ変換された参照信号発生部
１６  乗算部
１７  逆フーリエ変換部
１８  参照信号制御情報発生装置
１９−１〜１９−ｌ  第１目標検出装置
２０−１〜２０−ｍ  第２目標検出装置
２１−１〜２１−ｌ  第３目標検出装置
２２−１〜２２−ｍ  第４目標検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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